摩洛哥东北部红刺柏(Juniperus turbinata)形态与遗传变异的生态遗传学解析及其保护启示

本研究针对摩洛哥东北部红刺柏(Juniperus turbinata)种群在环境梯度下的适应性分化问题，通过整合形态测量与SSR分子标记技术，揭示了沿海-内陆梯度中锥果形态变异规律（沿海种群锥果更大更圆，内陆种群更细长）及中等遗传分化水平（FST=0.07）。发现大陆种群具有更高遗传多样性（He=0.892），且沿海与大陆种群存在基因流（Nm=3.302），为气候变化背景下制定区域特异性保护策略提供了关键科学依据。

　　

在地中海生态系统中，红刺柏(Juniperus turbinata)作为干旱半干旱地区的关键建群种，其分布格局正面临气候变化和人类活动的双重威胁。摩洛哥东北部作为该物种分布的西南边缘，种群呈现碎片化分布特征，但长期以来缺乏对当地种群生态遗传特征的系统研究。这种认知空白使得保护策略缺乏科学依据，特别是在沿海旅游开发（如Sa?dia地区的AZUR项目已导致63%栖息地丧失）与内陆荒漠化加剧的背景下，厘清环境选择压力与遗传适应机制的关系显得尤为迫切。

为此，由Mohammed Premier大学领衔的研究团队在《Scientific African》发表论文，创新性地采用空间分层随机取样法，沿摩洛哥东北部沿海（Sa?dia）、半大陆（Jerada）和大陆（Figuig）三个生态梯度采集77株成熟个体，运用树体形态测量（12个数量性状+8个衍生比率）和基因组SSR标记（6个多态性位点）双轨并行的研究策略。通过主成分分析（PCA）、分子方差分析（AMOVA）和贝叶斯聚类（STRUCTURE）等多维分析方法，首次系统解析了该区域红刺柏的生态遗传特征。

关键技术方法包括：1) 基于大陆梯度的空间采样设计（海拔57-1645m，年均温0.7-32.2°C）；2) 锥果和种子的显微形态测量（精度0.1mm）；3) CTAB法提取叶片DNA并进行SSR-PCR扩增（使用6-FAM/HEX荧光标记）；4) 毛细管电泳（3500遗传分析仪）结合GeneMapper6软件进行等位基因分型；5) 通过GenAlEx 6.5计算遗传参数（Na/He/F_ST等）；6) 基于Nei距离构建邻接树（Darwin 6.0）。

形态学特征

PCA分析显示沿海与内陆种群在锥果形态上显著分离（解释86.03%变异）。沿海种群锥果长度（9.94±0.06mm）和直径（8.87±0.04mm）最大，符合"盐雾适应假说"；而大陆种群种子长宽比（0.83±0.09）最小，反映干旱环境下的资源优化策略。叶片密度在沿海（19.44/5mm）与内陆（25.06/5mm）间的显著差异，印证了光捕获效率的环境适应性调节。

遗传多样性

SSR标记揭示大陆种群具有最高等位基因丰富度（Na=16.83），其私有等位基因数（Np=6.17）是半大陆种群的两倍。Shannon指数（I=2.513）与期望杂合度（He=0.892）表明该种群是重要的遗传多样性热点。值得注意的是，所有种群均呈现高近交系数（F=0.444），提示需警惕近交衰退风险。

种群结构

AMOVA显示遗传变异主要存在于个体内（50%）而非种群间（7%）。STRUCTURE分析（K=2）意外发现：地理距离最远的沿海与大陆种群聚为一组（Pop1），而中间地理位置的半大陆种群独立成组（Pop2）。这种"非地理梯度"模式可能源于鸟类介导的种子长距离传播（Nm=3.302），特别是大陆种群中10个个体显示出明显的基因渗入特征。

讨论与保护启示

该研究首次证实摩洛哥东北部红刺柏存在"形态-遗传解耦"现象：尽管沿海与大陆种群形态差异显著（受盐度/干旱选择驱动），但共享相似的遗传背景；而半大陆种群虽形态过渡，却具有独特遗传特征。这种复杂性提示保护策略需双管齐下：1) 对高遗传多样性的大陆种群实施就地保护，其种子库（发芽率更高）可用于沿海退化生态系统的修复；2) 针对半大陆种群的遗传独特性，建议建立迁地保护圃。研究结果打破了传统"地理距离决定遗传分化"的认知，为理解地中海植物适应辐射提供了新案例。

特别值得注意的是，沿海种群的低萌发潜力与高近交压力构成"双重脆弱性"，而大陆种群则展现出作为"遗传庇护所"的潜力。作者建议将Figuig种群列为优先保护单元，其SSR标记J006365（PIC=0.95）和J064797（Na=17.33）可作为监测遗传健康的分子工具。这些发现为实施《全球植物保护战略》中"保护遗传多样性热点"的目标提供了区域范本。